jvm之初识

亦凉 2021-05-12 11:55 608阅读 0赞

一、jvm体系结构：

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二、.class文件：

这个众所周知，这里就不废话了，.class文件就是javac编译之后产生的文件

三、类装载器- - - classloader：

**1、作用：**ClassLoader只负责class文件的加载，至于它是否可以运行，怎么运行，则由Execution Engine决定

**2、分类：**虚拟机自带的加载器、用户自定义的加载器

**3、虚拟机自带的加载器：**

**分类：**

*  启动类（bootstrap）加载器 由c++写的
 *  扩展类（extension）加载器 由java写的
 *  应用程序（app）加载器，也叫系统类加载器，加载当前应用的classpath的所有类 由java写的

代码实现：

1、写一个类（比如student），然后打成jar包，将这个jar包放入jdk的jre的lib的ext包中即可

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2、然后进行代码实验：

Object o = new Object();
     System.out.println(o.getClass().getClassLoader());
     System.out.println("======================================");
     Class clazz = Class.forName("Myjvm.MyStudent");
     System.out.println(clazz.getClassLoader());
     System.out.println("======================================");
     ClassloaderTest classloaderTest = new ClassloaderTest();
     System.out.println(classloaderTest.getClass().getClassLoader());

运行结果如下：

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**解释说明：**

*  为什么第一个object的类加载器是null呢，因为object是java自带的类，java自带的类在加载的时候调用的是bootstrap类加载器，而只要你用的是bootstrap这个根加载器去加载的类，返回的加载器类型都是null
 *  第二个是ExtClassLoader，只要是自己写的，不是java自带的，然后打成一个jar包的形式放到jdk/jre/lib/ext的目录下的类，调用的都是java扩展类加载器
 *  第三个是AppClassLoader，只要是在classpath下的所有类都是调用的是应用程序加载器

三者关系： 其中sum.misc.lancher是一个java虚拟机的入口应用

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**结果：**

*  启动类（bootstrap）加载器是扩展类（extension）加载器的父类
 *  扩展类（extension）加载器是 应用程序（app）加载器的父类

类加载器的双亲委派机制：

即：一个类在被加载的时候它会先去委托父类加载器，如果父类加载器可以完成加载，那么就成功加载，如果父类加载器无法完成加载，才轮到自己去加载。

目的：主要是为了保证java的一种安全机制，叫做**沙箱机制**

沙箱机制：

我相信大家一定在初学java的时候自己定义过类似于String这样的类，虽然编译的时候不报错，但是运行时就是报错（在idea中索性都没有了运行的那按钮，eclipse还能运行）。。。

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当时的你一定是一脸懵逼，这是因为双亲委派机制使得java在加载String这个类的时候默认加载的是java自带的String类，由bootstrap加载器进行加载，不会去加载我写的String类，这样一来就保证了java源代码的安全。我们再找到java自带的String这个类，打开rt这个jar包（**注意，java自带的类基本都在rt这个jar中**）

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我们可以看到反编译出来的java自带的String类中并没有main方法

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四、执行引擎：

在java中javac负责编译，java负责执行，执行引擎负（Execution Engine）责解释命令，提交操作系统执行。

五、JNI：

Java Native Interface：作用是融合不同的编程语言为Java所用，它的初衷是融合 C/C++程序

代码中的例子：我们可以打开我们最熟悉的一个类（Object）的源码

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像这种都是本地方法，被native修饰的方法，只有方法的声明，没有方法体，说明java代码到此为止，后面就开始调底层操作系统，或者是其他函数库，它的具体做法是Native Method Stack中登记native方法，在Execution Engine执行时加载本地方法库。

注意：我们平时说的栈是java栈，我们的main等java方法放入的是java栈中，但是native方法放入的是native method stack中。

六、pc寄存器：

思考：有没有人想过，为什么程序能按逻辑执行下来，不出错？那是因为有寄存器的存在。

内容：每个线程都有一个程序计数器，是线程私有的,就是一个指针，指向方法区中的方法字节码（用来存储指向下一条指令的地址,也即将要执行的指令代码），由执行引擎读取下一条指令，是一个非常小的内存空间，几乎可以忽略不记。

七、栈（Stack）：

概要：栈也叫栈内存，主管Java程序的运行，是在线程创建时创建，它的生命期是跟随线程的生命期，线程结束栈内存也就释放，对于栈来说不存在垃圾回收问题，只要线程一结束该栈就结束，生命周期和线程一致，是线程私有的。

经典错误：

Exception in thread “main” java.lang.StackOverflowError

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分析说明：main方法进来会先放入栈里面，然后调用hello这个方法，hello这个方法又去调本身，然后就产生了死循环，递归调用。然后栈就被塞满了。

存储内容：基本类型，引用变量和我们写的实例方法（如main方法等，值得注意的是：栈的最底层是main方法）

八、方法区：

注意：在java7之前，方法区就是永久代

内容：方法区是线程共享的，通常用来保存装载的类的元结构信息。比如：运行时常量池+静态变量+常量+字段+方法字节码+在类/实例/接口初始化用到的特殊方法等。我们在new一个对象的时候需要有相同的属性，这些东西就去方法区拿，方法区就是存储这些东西的。

九、堆（Heap）：

说明：一个JVM实例只存在一个堆内存，堆内存的大小是可以调节的。类加载器读取了类文件后，需要把类、方法、常变量放到堆内存中，保存所有引用类型的真实信息。

堆结构：

*  逻辑上分为三块：新生区+养老区+永久区（java8之后是元空间）
 *  实际上堆内存只有两块，新生区和养老区，永久区又称为非堆内存  
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说明： 每次刚new出来的对象都会在新生区的伊甸区，但是伊甸区空间是有限的，当对象越来越多，就慢慢的进行轻量的gc，这个时候将会有一部分对象被清除，  
幸存下来的将会去幸存0区，如果说又不停的new对象，幸存0区也满了，那就去幸存者1区，以此类推，如果幸存者1区也满了就去养老区，据说一般需要幸存15次左右才能到养老区，如果养老区也满了就回触发重量级的gc，清除对象来释放内存。

注意： 幸存者0区和1区也称为from区和to区，0区和1区是会来回交换的，即0区轻量gc后将幸存者移入1区，然后0区重新获取一片空的空间，变成幸存者1区，原来的1区将会变成0区

经典错误：内存溢出- - - OOM

Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

public static void main(String[] s) {
            String str = "mzd";
            while (true) {
                str += str;
            }
        }

设置jvm内存参数，并打印gc日志（现在配置内存为2M）

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运行结果如图所示：

![这里写图片描述][Image 1]

**注意：**

*  \-xms：表示jvm初始内存 默认是计算机物理内存的1/64
 *  \-xmx：表示jvm最大内存 默认是计算机物理内存的1/4
 *  \-XX:+PrintGCDetails：表示打印详细gc日志

public static void main(String[] s) {
            // 最大内存
            long maxmemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
            // 当前总内存---返回的是java虚拟机现在已经从操作系统那里挖过来的内存大小，
            // 也就是java虚拟机这个进程当时所占用的所有 内存
            long totalmemoty = Runtime.getRuntime().totalMemory();
            //java虚拟机内存100％的情况下是会稍微多获取操作系统一点的内存，但是又没有用上的内存，实际上就是 freeMemory()
            long freememory = Runtime.getRuntime().freeMemory();
            System.out.println(maxmemory / (double) 1024 / 1024 + "M");
            System.out.println(totalmemoty / (double) 1024 / 1024 + "M");
            System.out.println(freememory / (double) 1024 / 1024 + "M");
        }

十、OOM调优之MAT：

研究中。。。敬请期待！！！

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